yale人脸数据+PCA进行降维处理

一次课程实验作业，用人脸数据集进行降维处理显示降维处理后的图像

import operator
import numpy as np
import os
from PIL import Image


class PCAtest（）:
    def __init__（self d）:#d表示所降维度
        self.d = d

    def train（self X）:
        X = np.array（X dtype=“float64“）
        X = self.normalize（X）
        cov_matrix_t = X.T.dot（X）
        eigen_values eigen_vectors = np.linalg.eig（cov_matrix_t）
        eigen_values = eigen_values.tolist（）
        eigen_vectors = X.dot（eigen_vectors）
        eigen_vectors = eigen_vectors.T.tolist（）
        eigen_zip = [（value.real vector） for value vector in zip（eigen_values eigen_vectors）]
        print（“len of real eigen values“ len（eigen_zip））
        orderd_eigens = sorted（eigen_zip key=operator.itemgetter（0） reverse=True）
        self.max_eigen_vectors = [orderd_eigens[i][1] for i in range（self.d）]
        self.W = np.real（np.array（self.max_eigen_vectors）.T）
        self.W /= np.sqrt（np.sum（self.W ** 2 axis=0 keepdims=True））

    def normalize（self X）:#标准化
        self.mean_vector = 1.0 / X.shape[1] * np.sum（X axis=1 keepdims=True）
        self.std = np.std（X axis=1 keepdims=True） + 10e-8
        X = （X - self.mean_vector）
        return X

    def dim_reduction（self x）:#降维处理
        return self.W.T.dot（x）

    def construct（self c）:#数据构造
        new = self.W.dot（c）
        return （new）


def main（）:
    imgName = [‘subject03.wink‘ ‘subject08.happy‘ ‘subject14.surprised‘]#所选图片
    K = [20 100]#所降维数
    for i in K:
        for j in imgName:
            d = i
            path = “yalefaces“
            X = []
            n = 1
            for file in os.listdir（path）:
                if not file.endswith（“.txt“）:
                    img = Image.open（os.path.join（path file））
                    img = np.array（img）.reshape（img.width * img.height）
                    X.append（img）
                    n += 1
            X = np.array（X）
            X = X.T
            pca = PCAtest（d）
            pca.train（X）
            img = Image.open（os.path.join（path j））
            w h = img.width img.height
            img = np.array（img）.reshape（w * h 1）
            img = img - pca.mean_vector
            features = pca.dim_reduction（img）
            x_hat = pca.construct（features）
            x_hat += pca.mean_vector
            x_hat = x_hat.reshape（h w）
            x_hat = np.array（x_hat dtype=“int32“）
            new_img = Image.fromarray（x_hat）.convert（‘L‘）
            new_file = j + str（i） + ‘.png‘
            new_img.save（os.path.join（‘yalefaces‘ new_file））

if __name__ == “__main__“:
    main（）

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----

     文件       2656  2018-12-16 15:21  PCA_yale人脸数据集\test.py

     文件       1172  2018-12-16 14:14  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\Readme.txt

     文件      35413  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.gif

     文件      36294  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.glasses

     文件      36294  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.glasses.gif

     文件      36692  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.happy

     文件      42921  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.leftlight

     文件      34100  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.noglasses

     文件      36129  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.normal

     文件      71627  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.rightlight

     文件      36370  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.sad

     文件      36307  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.sleepy

     文件      36647  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.surprised

     文件      36381  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject01.wink

     文件      31137  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.centerlight

     文件      45239  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.glasses

     文件      43765  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.happy

     文件      38159  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.leftlight

     文件      43681  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.noglasses

     文件      43681  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.normal

     文件      62924  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.rightlight

     文件      43439  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.sad

     文件      43518  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.sleepy

     文件      45447  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.surprised

     文件      43080  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject02.wink

     文件      26833  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject03.centerlight

     文件      27292  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject03.glasses

     文件      28032  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject03.happy

     文件      34932  1997-04-06 16:06  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject03.leftlight

     文件      27895  1997-04-06 16:07  PCA_yale人脸数据集\yalefaces\subject03.noglasses

............此处省略143个文件信息